DE102006061702A1 - Electric servomotor in a steering system of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Ein elektrischer Servomotor in einem Lenksystem eines Fahrzeugs ist über ein Steuergerät zu regeln bzw. zu steuern, das eine Bauelemente-Trägerplatte umfasst, auf der ein Magnetsensor zur Bestimmung der aktuellen Drehwinkellage der Rotorwelle des Servomotors angeordnet ist. Die Bauelemente-Trägerplatte einschließlich Magnetsensor ist in das Gehäuse des Servomotors integriert.An electric servomotor in a steering system of a vehicle is to be controlled by a control device comprising a component carrier plate on which a magnetic sensor for determining the current rotational position of the rotor shaft of the servomotor is arranged. The component carrier plate including magnetic sensor is integrated in the housing of the servomotor.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Servomotor in einem Lenksystem eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to an electric servomotor in one Steering system of a vehicle according to the preamble of claim 1.

In der DE 197 03 903 A1 wird ein Servolenksystem beschrieben, bei dem über eine Lenkwelle der vom Fahrer auf das Lenkrad vorgegebene Lenkwinkel auf ein Lenkgestänge übertragen wird, welches mit den gelenkten Rädern des Fahrzeuges verbunden ist und diesen einen Radlenkwinkel aufprägt. Zur Unterstützung des vom Fahrer vorgegebenen Handlenkmomentes ist ein elektrischer Servomotor vorgesehen, der ein unterstützendes Moment über ein Getriebe in das Lenksystem einspeist.In the DE 197 03 903 A1 a power steering system is described in which via a steering shaft from the driver to the steering wheel predetermined steering angle is transmitted to a steering linkage, which is connected to the steered wheels of the vehicle and this imposes a Radlenkwinkel. To support the manual steering torque given by the driver, an electric servomotor is provided which feeds a supporting moment via a transmission into the steering system.

Des Weiteren ist ein Lenkwinkelsensor an der Lenkwelle zur Detektierung der aktuellen Drehwinkellage der Lenkwelle angeordnet. Die Lenkwinkelsensorik umfasst einen Magneten, der drehfest an der Stirnseite mit der Lenkwelle gekoppelt ist, sowie einen Magnetfeldsensor, der im Gehäuse des Getriebes zwischen Lenkwelle und Lenkgestänge angeordnet ist. Über den Magnetfeldsensor wird die Magnetfeldänderung gemessen, die von dem sich drehenden Magneten erzeugt wird. Aus der Magnetfeldänderung kann auf den aktuellen Drehwinkel geschlossen werden.Of Further, a steering angle sensor on the steering shaft for detection arranged the current angular position of the steering shaft. The steering angle sensor includes a magnet that is non-rotatable on the front side with the steering shaft coupled, and a magnetic field sensor in the housing arranged the transmission between the steering shaft and steering linkage is. About the magnetic field sensor is the magnetic field change measured, which is generated by the rotating magnet. Out the magnetic field change can be adjusted to the current angle of rotation getting closed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kompakt bauendes Lenksystem in einem Fahrzeug mit elektrischem Servomotor anzugeben.From Based on this prior art, the invention has the object underlying a compact steering system in a vehicle with electric Specify servomotor.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.These Task is according to the invention with the features of claim 1 solved. The subclaims give appropriate training.

Erfindungsgemäß ist das Lenksystem mit einem elektrischen Servomotor ausgestattet, über den ein auf das Lenkgestänge wirkendes Unterstützungsmoment aufzubringen ist. Dem Servomotor ist außerdem ein Steuergerät zugeordnet, über das die motorischen Funktionen gesteuert werden. Dieses Steuergerät umfasst eine Bauelemente-Trägerplatte, auf der die elektronischen Komponenten angeordnet sind und außerdem auch ein Magnetsensor zur Bestimmung der aktuellen Drehwinkellage der Rotorwelle des Servomotors bzw. einer mit der Rotorwelle gekoppelten Abtriebswelle. Die Bauelemente-Trägerplatte einschließlich des darauf angeordneten Magnetsensors ist – teilweise oder vollständig – in das Gehäuse des Servomotors integriert. Bei der Bauelemente-Trägerplatte kann es sich beispielsweise um eine Leiterplatte handeln.According to the invention the steering system is equipped with an electric servomotor, over the one acting on the steering link support torque is to raise. The servo motor is also a control unit assigned, through which the motor functions controlled become. This control device comprises a component carrier plate, on which the electronic components are arranged and also also a magnetic sensor for determining the current angular position the rotor shaft of the servomotor or one coupled to the rotor shaft Output shaft. The component carrier plate including of the magnetic sensor arranged thereon is partially or completely - in the housing of the servomotor integrated. The component carrier plate may be for example, to act a circuit board.

Durch die Integration des Magnetsensors auf die Bauelemente-Trägerplatte und den Einschub der Bauelemente-Trägerplatte in das Gehäuse des Servomotors wird zum einen eine bauliche Vereinfachung erreicht, da keine zusätzlichen Halte- und Anschlusseinrichtungen für den Magnetfeldsensor erforderlich sind; vielmehr erfolgt der elektrische Anschluss unmittelbar über die Bauelemente-Trägerplatte, auf der der Sensor angeordnet ist. Die Halterung wird an der Bauelemente- Trägerplatte durchgeführt, die in hierfür vorgesehenen Halteeinrichtungen im Gehäuse des Servomotors gehalten ist.By the integration of the magnetic sensor on the component carrier plate and the insertion of the component carrier plate in the housing the servo motor is on the one hand achieved a structural simplification, There are no additional holding and connection facilities required for the magnetic field sensor; rather, it is done the electrical connection directly via the component carrier plate, on which the sensor is arranged. The holder is attached to the component carrier plate performed in the holding devices provided in the Housing of the servomotor is held.

Eine konstruktive Vereinfachung ist darin zu sehen, dass der Magnetfeldsensor bereits vor dem Einbau der Bauelemente-Trägerplatte in das Gehäuse auf die Bauelemente-Trägerplatte aufgebracht werden kann. Bauelemente-Trägerplatte und Magnetfeldsensor bilden ein vorgefertigtes Modul. Weiterhin ist vorteilhaft, dass sich der Magnetsensor innerhalb des Gehäuses des Servomotors befindet, wodurch der Sensor mechanisch und gegen Feuchtigkeit geschützt ist.A constructive simplification can be seen in that the magnetic field sensor already before the installation of the component carrier plate in the housing are applied to the component carrier plate can. Component carrier plate and magnetic field sensor form a prefabricated module. Furthermore, it is advantageous that the Magnetic sensor is located inside the housing of the servomotor, causing the sensor is protected mechanically and against moisture is.

Auch die Bauelemente-Trägerplatte kann vollständig in das Gehäuse integriert werden. Gegebenenfalls kommt aber auch nur ein teilweises Einsetzen in das Gehäuse in Betracht, wobei ein Abschnitt der Bauelemente-Trägerplatte unmittelbar auf die Außenseite des Gehäuses aufgesetzt ist.Also the component carrier plate can completely be integrated into the housing. Optionally comes but only a partial insertion into the housing in Consider, wherein a portion of the component support plate placed directly on the outside of the housing is.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist der Magnetsensor radial versetzt zu einem drehfest mit der Welle umlaufenden Magneten angeordnet. Um dies zu realisieren, kann es zweckmäßig sein, einen Abschnitt oder auch die gesamte Bauelemente-Trägerplatte radial in das Gehäuse einzusetzen, wobei es gegebenenfalls auch ausreichend sein kann, die Bauelemente-Trägerplatte axial bzw. achsparallel zu der Welle zu positionieren und lediglich den Magnetsensor, der an der Bauelemente-Trägerplatte gehalten ist, in radial außerhalb des umlaufenden Magneten sitzender Position anzuordnen. Hierbei kommt sowohl die Ausführung in Betracht, in der der Sensor ohne axialen Versatz unmittelbar radial außerhalb des rotierenden Magneten angeordnet ist als auch die Variante mit radialem Versatz, welche den Vorteil hat, dass eine radiale Überschneidung zwischen dem umlaufenden Magneten und dem Magnetsensor realisierbar ist. Gegebenenfalls ist auch ein ausschließlich axialer Versatz ohne radialem Versatz möglich, in der der Sensor unmittelbar an der axialen Stirnseite des umlaufenden Magneten angeordnet ist.According to one preferred embodiment, the magnetic sensor is radially offset arranged to a non-rotatably rotating with the shaft magnet. Around to realize this, it may be appropriate a section or the entire component carrier plate insert radially into the housing, where appropriate can also be sufficient, the component carrier plate axially or axially parallel to the shaft position and only the magnetic sensor held on the component support plate is seated in radially outward of the rotating magnet To arrange position. Here comes both the execution in consideration, in which the sensor without axial displacement directly is arranged radially outside of the rotating magnet as well as the variant with radial offset, which has the advantage that a radial overlap between the circumferential Magnets and the magnetic sensor can be realized. If necessary also an exclusively axial offset possible without radial offset, in which the sensor is located directly on the axial end face of the circulating Magnet is arranged.

Der Magnet kann sowohl unmittelbar auf der Rotorwelle aufsitzen als auch auf einer Abtriebswelle, die über ein Getriebe mit der Rotorwelle drehgekoppelt ist und am Gehäuse des Servomotors angeordnet ist. Für den Fall, dass der Magnet an der Abtriebswelle positioniert ist, sitzt der Magnetsensor nach dem Einführen in das Gehäuse zweckmäßig zwischen dem Stator und dem Getriebe.The magnet can both sit directly on the rotor shaft and on an output shaft, which is rotationally coupled via a gear with the rotor shaft and is arranged on the housing of the servo motor. In the event that the magnet on the Ab is positioned the drive shaft, the magnetic sensor is expediently inserted between the stator and the transmission after insertion into the housing.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die Bauelemente-Trägerplatte L-förmig mit einem achsparallelen Abschnitt und einem radialen Abschnitt ausgeführt, wobei der Magnetsensor zweckmäßig an dem radialen Abschnitt der Bauelemente-Trägerplatte sitzt.According to one Another advantageous embodiment is the component carrier plate L-shaped with an axis-parallel section and a radial section executed, wherein the magnetic sensor appropriate at the radial portion of the component carrier plate sitting.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further Advantages and expedient designs are the other claims, the description of the figures and to take the drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs, wobei dem Lenksystem ein elektrischer Servomotor zum Erzeugen eines Unterstützungsmomentes zugeordnet ist, 1 a schematic representation of a steering system of a motor vehicle, wherein the steering system is associated with an electric servomotor for generating a support torque,

2 eine perspektivische Ansicht des elektrischen Servomotors, 2 a perspective view of the electric servomotor,

3 in schematischer Darstellung eine von dem elektrischen Motor anzutreibende Welle am Gehäuse des Servomotors, wobei an der Welle ein Magnetpolrad aufsitzt, dessen Magnetfelder von Magnetsensoren detektiert werden, die auf einer Bauelemente-Trägerplatte sitzen, welche Bestandteil eines Steuergerätes im Servomotor ist, 3 a schematic of a driven by the electric motor shaft on the housing of the servo motor, wherein the shaft is a Magnetpolrad whose magnetic fields are detected by magnetic sensors sitting on a component carrier plate, which is part of a control unit in the servomotor,

4 der Servomotor in einer schematisierten Seitenansicht mit einer Darstellung des Magnetpolrades und der in das Gehäuse des Servomotors integrierten Bauelemente-Trägerplatte, auf der die Magnetsensoren mit radialem und axialem Versatz zum Magnetpolrad angeordnet sind, 4 the servo motor in a schematic side view with a representation of the Magnetpolrades and integrated into the housing of the servo motor component carrier plate on which the magnetic sensors are arranged with radial and axial offset to Magnetpolrad,

5 eine 3 entsprechende Darstellung, jedoch mit ausschließlich radialem Versatz der Magnetsensoren in Bezug auf das Magnetpolrad, 5 a 3 corresponding representation, but with only radial displacement of the magnetic sensors with respect to the Magnetpolrad,

6 der Servomotor aus 5 in Seitenansicht, 6 the servomotor off 5 in side view,

7 der Servomotor in noch einer weiteren Ausführung, bei der die Bauelemente-Trägerplatte mit den darauf angeordneten elektronischen Komponenten L-förmig ausgebildet ist, wobei der Magnetsensor an dem radialen Schenkel der Bauelemente-Trägerplatte angeordnet ist, 7 the servo motor in yet another embodiment, in which the component carrier plate is formed with the electronic components arranged thereon L-shaped, wherein the magnetic sensor is arranged on the radial leg of the component carrier plate,

8 der Servomotor des Ausführungsbeispieles nach 7 in einer Gesamtdarstellung. 8th the servomotor of the embodiment according to 7 in an overall presentation.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In The figures are the same components with the same reference numerals.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

Das in 1 dargestellte Lenksystem 1 in einem Fahrzeug umfasst ein Lenkrad 2, über das der Fahrer einen gewünschten Lenkwinkel δL vorgibt, welcher über eine drehfest mit dem Lenkrad 2 gekoppelte Lenkwelle 3 und ein dem Lenkrad 2 gegenüberliegendes Lenkgetriebe 4 auf ein Lenkgestänge 5 übertragen wird. Das Lenkgestänge 5 ist mit den lenkbaren Vorderrädern 6 gekoppelt und prägt diesen entsprechend der Vorgabe des Lenkwinkels δL einen Radlenkwinkel δV auf.This in 1 illustrated steering system 1 in a vehicle includes a steering wheel 2 , via which the driver prescribes a desired steering angle δ L , which rotates with the steering wheel 2 coupled steering shaft 3 and the steering wheel 2 opposite steering gear 4 on a steering linkage 5 is transmitted. The steering linkage 5 is with the steerable front wheels 6 coupled and imprinted this according to the specification of the steering angle δ L a wheel steering angle δ V on.

Dem Lenksystem 1 ist ein elektrischer Servomotor 7 zugeordnet, über den ein unterstützendes Moment in das Lenksystem 1 zur Unterstützung des vom Fahrer erzeugten Handmomentes eingespeist werden kann. Der Servomotor 7 ist mit dem Lenkgetriebe 4 drehgekoppelt. Dem Servomotor 7 ist ein Steuergerät 80 zugeordnet, welches zur Regelung bzw. Steuerung des Servomotors eingesetzt wird. Das Steuergerät 80 kommuniziert mit einem CAN-Bus 9, über den Daten mit weiteren Steuergeräten im Kraftfahrzeug ausgetauscht werden.The steering system 1 is an electric servomotor 7 Associated with a supporting moment in the steering system 1 can be fed to support the hand torque generated by the driver. The servomotor 7 is with the steering gear 4 rotationally coupled. The servomotor 7 is a control unit 80 assigned, which is used for controlling or controlling the servomotor. The control unit 80 communicates with a CAN bus 9 , are exchanged over the data with other control devices in the vehicle.

Wie 2 zu entnehmen, weist der elektrische Servomotor 7 ein Gehäuse 10 auf, in welchem der Elektromotor 11 untergebracht ist, dessen nicht näher bezeichnete Rotorwelle 15 über ein Getriebe 12 eine Abtriebswelle 13 antreibt. Dabei ist das Steuergerät 80 axial benachbart zum Gehäuse 10 angeordnet und ragt mit einer Metallplatte 40, die Teil einer Bauelemente-Trägerplatte 8 ist, radial zwischen den Elektromotor 11 und das Getriebe 12. Der Elektromotor 11 ist als Asynchronmaschine ausgebildet, deren Leistung mit hoher Güte geregelt wird. Hierzu wird der Elektromotor 11 über das abgegebene Drehmoment angesteuert.As 2 can be seen, the electric servomotor 7 a housing 10 on, in which the electric motor 11 is accommodated, whose unspecified rotor shaft 15 via a gearbox 12 an output shaft 13 drives. Here is the control unit 80 axially adjacent to the housing 10 arranged and protrudes with a metal plate 40 , which are part of a component carrier plate 8th is, radially between the electric motor 11 and the gearbox 12 , The electric motor 11 is designed as an asynchronous machine whose performance is controlled with high quality. For this purpose, the electric motor 11 controlled by the delivered torque.

Wie den 3 und 4 zu entnehmen, sitzt auf der Rotorwelle 15 des Servomotors 7 ein Magnetpolrad 14 auf, welches über den Umfang verteilt mehrere Magnetpole aufweist, so dass beim Umlauf von Rotorwelle 15 und Magnetpolrad 14 bezogen auf das Gehäuse ein sich permanent wechselndes Magnetfeld erzeugt wird.Like that 3 and 4 can be seen sitting on the rotor shaft 15 of the servomotor 7 a magnetic pole wheel 14 on which distributed over the circumference has a plurality of magnetic poles, so that when rotating rotor shaft 15 and magnetic pole wheel 14 based on the housing, a permanently changing magnetic field is generated.

Zur Detektierung des von dem Magnetpolrad 14 erzeugten Magnetfeldes ist eine Sensorik 16 mit Magnetsensoren 17 auf einer Bauelemente-Trägerplatte 8 des Steuergerätes 80 angeordnet. Die Sensorik 16 umfasst Sensorauswerteeinheiten 18, die den Magnetsensoren 17 zur Auswertung der detektierten Signale zugeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Magnetsensoren 17 und zwei zugeordnete Sensorauswerteeinheiten 18 vorgesehen. Die gesamte Sensorik 16 sitzt auf der Bauelemente-Trägerplatte 8 des Steuergerätes 80. Mittels LTCC-Technik (Low Temperature Cofired Ceramics) können mehrlagige LTCC-Schaltungen 81 auf der Basis von gesinterten Keramikträgern als Leiterplatinen 84 auf der Bauelemente-Trägerplatte 8 angeordnet sein. Auch die Magnetsensoren 17 einschließlich der Sensorauswerteeinheiten 18 sind als technische und elektronische Komponenten auf die Bauelemente-Trägerplatte 8 aufgebracht. Dabei können die Magnetsensoren 17 beispielsweise direkt auf den Keramikträgern mit den LTCC-Schaltungen 81 angeordnet sein. Im Beispiel der L-förmigen Bauelemente-Trägerplatte 8 sind die Leiterplatinen 84 – insbesondere die plattenförmige LTCC-Schaltugen 81 – sowohl quer zur Rotorwelle 15 als auch parallel zur Rotorwelle 15 angeordnet.For detecting the of the magnetic pole 14 generated magnetic field is a sensor 16 with magnetic sensors 17 on a component carrier plate 8th of the control unit 80 arranged. The sensors 16 includes sensor evaluation units 18 that the magnetic sensors 17 are assigned to the evaluation of the detected signals. In the embodiment, two magnetic sensors 17 and two associated sensor evaluation units 18 intended. The entire sensor system 16 sits on the component carrier plate 8th of the control unit 80 , LTCC technology (Low Temperature Cofired Ceramics) allows multilayer LTCC circuits 81 on the Base of sintered ceramic carriers as printed circuit boards 84 on the component carrier plate 8th be arranged. Also the magnetic sensors 17 including the sensor evaluation units 18 are as technical and electronic components on the component carrier plate 8th applied. The magnetic sensors can 17 For example, directly on the ceramic carriers with the LTCC circuits 81 be arranged. In the example of the L-shaped component carrier plate 8th are the printed circuit boards 84 - In particular, the plate-shaped LTCC-Schaltugen 81 - both transverse to the rotor shaft 15 as well as parallel to the rotor shaft 15 arranged.

Mittels der Sensorik 16 kann die aktuelle Drehwinkellage der Welle 13 durch Messung des umlaufenden Magnetfeldes, welches vom Magnetpolrad 14 erzeugt wird, ermittelt werden. Die Messgenauigkeit liegt bei unter 5°. Die aktuelle, ermittelte Drehwinkellage der Welle lässt Rückschlüsse zu auf den aktuellen Drehwinkel im Lenksystem, ungeachtet dessen, ob das Magnetpolrad 14 an der Abtriebswelle 13 oder der Rotorwelle des Elektromotors 11 drehfest angeordnet ist. Aufgrund der festen kinematischen Kopplung über das Getriebe 12 und der weiteren kinematischen Kopplung zwischen der Abtriebswelle 13 und dem Lenkgetriebe im Lenksystem kann bei bekannten Übersetzungsverhältnissen die gemessene Drehwinkellage im Servomotor 7 in den aktuellen Lenkwinkel im Lenksystem umgerechnet werden.By means of the sensors 16 can change the current angular position of the shaft 13 by measuring the circulating magnetic field, which of the Magnetpolrad 14 is generated, are determined. The measuring accuracy is less than 5 °. The current, determined angular position of the shaft allows conclusions about the current rotation angle in the steering system, regardless of whether the magnetic pole 14 on the output shaft 13 or the rotor shaft of the electric motor 11 is arranged rotationally fixed. Due to the fixed kinematic coupling via the gearbox 12 and the further kinematic coupling between the output shaft 13 and the steering gear in the steering system can, in known gear ratios, the measured angular position in the servo motor 7 be converted into the current steering angle in the steering system.

Im Ausführungsbeispiel nach den 3 und 4 sind die Magnetsensoren 17 sowohl mit radialem als auch mit axialem Versatz in Bezug auf das Magnetpolrad 14 angeordnet. Hierzu wird, wie insbesondere 4 zu entnehmen, die Bauelemente-Trägerplatte 8 des Steuergerätes 80 in das Gehäuse 10 radial eingesetzt, derart, dass die Magnetsensoren 17 vollständig im Gehäuse 10 aufgenommen sind. Die Magnetsensoren 17 sind dem Magnetpolrad 14 axial vorgelagert, sie weisen jedoch zusätzlich gegenüber der Drehachse des Magnetpolrades 14 einen radialen Versatz auf.In the embodiment of the 3 and 4 are the magnetic sensors 17 with both radial and axial misalignment with respect to the magnetic pole wheel 14 arranged. This is how, in particular 4 to remove the component carrier plate 8th of the control unit 80 in the case 10 used radially, such that the magnetic sensors 17 completely in the housing 10 are included. The magnetic sensors 17 are the magnetic pole wheel 14 axially upstream, but they also have opposite to the axis of rotation of Magnetpolrades 14 a radial offset.

Wie 4 weiter zu entnehmen, kann das Magnetpolrad 14 auch auf der Rotorwelle 15 des Elektromotors 7 aufsitzen. Die Rotorwelle 15 ist nur symbolisch als Drehachse eingetragen.As 4 can be further seen, the magnetic pole 14 also on the rotor shaft 15 of the electric motor 7 seated. The rotor shaft 15 is only symbolically entered as a rotation axis.

Ein Abschnitt der Bauelemente-Trägerplatte 8 überragt, wie 4 zu entnehmen, den Außenmantel des Gehäuses 10 und ist in einer Aufnahme- und Anschlusseinrichtung 19 aufgenommen. Die Aufnahme- und Anschlusseinrichtung 19 ist zweckmäßig fester Bestandteil des Gehäuses 10 des elektrischen Servomotors 7; sie kann gegebenenfalls aber auch separat vom Gehäuse 10 ausgebildet sein. Außerdem ist es möglich, die Bauelemente-Trägerplatte 8 auch vollständig in das Gehäuse 10 einzusetzen.A section of the component carrier plate 8th towers over how 4 to remove the outer jacket of the housing 10 and is in a receiving and connecting device 19 added. The receiving and connecting device 19 is expediently an integral part of the housing 10 of the electric servomotor 7 ; but it may also be separate from the housing 10 be educated. It is also possible to use the component carrier plate 8th also completely in the housing 10 use.

In den 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen elektrischen Servomotor 7 für ein Lenksystem dargestellt, wobei für identische Bauteile und Funktionalitäten auf die Beschreibung zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel gemäß den 3 und 4 verwiesen wird.In the 5 and 6 is another embodiment of an electric servomotor 7 illustrated for a steering system, wherein for identical components and functionalities to the description of the previous embodiment according to the 3 and 4 is referenced.

Ein Unterschied liegt in der Relativpositionierung der Bauelemente-Trägerplatte 8 in Bezug auf das Magnetpolrad 14. Im Ausführungsbeispiel nach 5 und 6 ist die Bauelemente-Trägerplatte 8 einschließlich der darauf angeordneten Magnetsensoren 17 ausschließlich mit radialem Versatz gegenüber dem Magnetpolrad 14 positioniert. Die Bauelemente-Trägerplatte 8 mit den Magnetsensoren 17 weist jedoch keinen axialen Versatz gegenüber dem Magnetpolrad 14 auf.One difference lies in the relative positioning of the component carrier plate 8th with respect to the magnetic pole wheel 14 , In the embodiment according to 5 and 6 is the component carrier plate 8th including the magnetic sensors arranged thereon 17 exclusively with radial offset relative to the magnetic pole wheel 14 positioned. The component carrier plate 8th with the magnetic sensors 17 however, has no axial offset relative to the magnetic pole wheel 14 on.

In den 7 und 8 ist noch ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei zur besseren Verständlichkeit das Detail „A" sowohl in 7 als auch in 8 gekennzeichnet ist. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist die Bauelemente-Trägerplatte 8 L-förmig ausgebildet und weist einen radialen Schenkel 8a und einen achsparallelen Schenkel 8b auf. Der radiale Schenkel 8a ist dem Magnetpolrad 14, welches drehfest mit der Rotorwelle 15 gekoppelt ist, unmittelbar und ohne axialen Versatz vorgelagert. Der achsparallele Abschnitt 8b liegt in der Zusammenbauposition (8) in der Aufnahme- und Anschlusseinrichtung 19, die zweckmäßig als Bestandteil des Gehäuses 10 ausgebildet ist. Dabei sind auf der Bauelemente-Trägerplatte 8 mindestens zwei Leiterplatinen 84 angeordnet, die beispielsweise als LTCC-Schaltungen 81 auf Keramikträgern ausgebildet sind. Eine erste Leiterplatine 84 ist axial zwischen dem Servomotor 7 und dem Getriebe 12 quer zur Rotorwelle 15 angeordnet, eine zweite Leiterplatine 84 benachbart zum Servomotor 7 und dem Getriebe 12 entlang der Rotorwelle 15. Wie 7 zu entnehmen, sind die Sensorelemente 17 entweder an der radialen Stirnseite des radialen Abschnittes 8a der Bauelemente-Trägerplatte 8 angeordnet und/oder an der axialen Bauelemente-Trägerplattenoberfläche des radialen Abschnittes 8a. In beiden Fällen befinden sich aber die Magnetsensoren 17 in radialer Position bezogen auf das Magnetpolrad 14.In the 7 and 8th Yet another embodiment is shown, wherein the detail "A" both in 7 as well as in 8th is marked. In contrast to the previous exemplary embodiments, the component carrier plate is 8th L-shaped and has a radial leg 8a and an axis-parallel leg 8b on. The radial leg 8a is the magnetic pole wheel 14 , which rotatably with the rotor shaft 15 is coupled directly upstream and without axial displacement. The axis-parallel section 8b is in the assembly position ( 8th ) in the receiving and connecting device 19 , which are useful as part of the housing 10 is trained. Here are on the components carrier plate 8th at least two printed circuit boards 84 arranged, for example, as LTCC circuits 81 are formed on ceramic carriers. A first printed circuit board 84 is axial between the servomotor 7 and the transmission 12 transverse to the rotor shaft 15 arranged a second printed circuit board 84 adjacent to the servomotor 7 and the transmission 12 along the rotor shaft 15 , As 7 can be seen, are the sensor elements 17 either at the radial end of the radial section 8a the component carrier plate 8th arranged and / or on the axial component-carrier plate surface of the radial portion 8a , In both cases, however, there are the magnetic sensors 17 in radial position relative to the magnetic pole wheel 14 ,

Zur Abdichtung, insbesondere zur Verhinderung eines Flüssigkeitseintrittes, kann ein ringförmiges Dichtelement 22 vorgesehen sein, welches für einen sicheren Dichtsitz der Bauelemente-Trägerplatte 8 im Gehäuse 10 sorgt. An der gehäuseseitigen Aufnahme und Anschlusseinrichtung 19 können zudem Anschlusselemente 21 vorgesehen sein, beispielsweise Stecker, über die die Stromversorgung und der Datenaustausch hergestellt wird.For sealing, in particular for preventing liquid ingress, may be an annular sealing element 22 be provided, which for a secure sealing seat of the component carrier plate 8th in the case 10 provides. On the housing side receptacle and connection device 19 can also connect elements 21 Be provided, for example, plug, via which the power supply and the data exchange is made.

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  • - DE 19703903 A1 [0002] - DE 19703903 A1 [0002]

Claims (11)

Elektrischer Servomotor in einem Lenksystem eines Fahrzeugs, wobei das Lenksystem (1) eine Lenkwelle (3) umfasst, über die ein vom Fahrer vorgegebener Lenkwinkel (δL) auf ein Lenkgestänge (5) zur Einstellung eines Radlenkwinkels (δV) an den gelenkten Rädern (6) des Fahrzeugs übertragbar ist, und über den elektrischen Servomotor (7) ein auf das Lenkgestänge (5) wirkendes Unterstützungsmoment erzeugbar ist, mit einem Steuergerät (80) zur Regelung oder Steuerung des Servomotors (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (80) eine Bauelemente-Trägerplatte umfasst und ein Magnetsensor (17) zur Bestimmung der aktuellen Drehwinkellage der Rotorwelle (15) des Servomotors (7) oder einer von der Rotorwelle angetriebenen Abtriebswelle (13) auf der Bauelemente-Trägerplatte (8) des Steuergeräts (80) angeordnet ist, und dass die Bauelemente-Trägerplatte einschließlich Magnetsensor (17) in das Gehäuse (10) des Servomotors (7) integriert ist.Electric servomotor in a steering system of a vehicle, wherein the steering system ( 1 ) a steering shaft ( 3 ), via which a driver predetermined steering angle (δ L ) on a steering linkage ( 5 ) for setting a wheel steering angle (δ V ) on the steered wheels ( 6 ) of the vehicle, and via the electric servomotor ( 7 ) on the steering linkage ( 5 ) acting support torque is generated, with a control unit ( 80 ) for controlling or controlling the servomotor ( 7 ), characterized in that the control unit ( 80 ) comprises a component carrier plate and a magnetic sensor ( 17 ) for determining the current rotational position of the rotor shaft ( 15 ) of the servomotor ( 7 ) or driven by the rotor shaft output shaft ( 13 ) on the component carrier plate ( 8th ) of the control unit ( 80 ), and that the component carrier plate including magnetic sensor ( 17 ) in the housing ( 10 ) of the servomotor ( 7 ) is integrated. Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetsensor (17) radial oder axial versetzt zu einem drehfest mit der Welle (15) umlaufenden Magneten (14) angeordnet ist.Servomotor according to claim 1, characterized in that the magnetic sensor ( 17 ) offset radially or axially to a rotationally fixed with the shaft ( 15 ) rotating magnets ( 14 ) is arranged. Servomotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetsensor (17) sowohl mit radialem als auch mit axialem Versatz zu dem Magneten (14) angeordnet ist.Servomotor according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetic sensor ( 17 ) with both radial and axial displacement to the magnet ( 14 ) is arranged. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetsensor (17) im Gehäuse (10) zwischen dem Elektromotor (11) und einem Getriebe (12) positioniert ist, und insbesondere der Magnet (17) auf der Rotorwelle (15) des Elektromotors (11) sitzt.Servomotor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the magnetic sensor ( 17 ) in the housing ( 10 ) between the electric motor ( 11 ) and a transmission ( 12 ), and in particular the magnet ( 17 ) on the rotor shaft ( 15 ) of the electric motor ( 11 ) sits. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (17) auf der Abtriebswelle (13) sitzt, die über das Getriebe (12) mit der Rotorwelle (15) drehgekoppelt ist.Servomotor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the magnet ( 17 ) on the output shaft ( 13 ) sitting over the transmission ( 12 ) with the rotor shaft ( 15 ) is rotationally coupled. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Bauelemente-Trägerplatte (8) mindestens eine Leiterplatinen (84) angeordnet ist, die beispielsweise als LTCC-Schaltungen (81) auf Keramikträgern ausgebildet ist.Servomotor according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the component carrier plate ( 8th ) at least one printed circuit board ( 84 ) arranged, for example, as LTCC circuits ( 81 ) is formed on ceramic carriers. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente-Trägerplatte (8) L-förmig mit einem radialen Abschnitt (8a) und einem achsparallelen Abschnitt (8b) ausgebildet ist.Servomotor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the component carrier plate ( 8th ) L-shaped with a radial section ( 8a ) and an axis-parallel section ( 8b ) is trained. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Bauelemente-Trägerplatte (8) eine erste Leiterplatine (84) axial zwischen dem Elektromotor (11) und dem Getriebe (12) quer zur Rotorwelle (15), und eine zweite Leiterplatine (84) benachbart zum Elektromotor (11) und dem Getriebe (12) entlang der Rotorwelle (15) angeordnet ist.Servomotor according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the component carrier plate ( 8th ) a first printed circuit board ( 84 ) axially between the electric motor ( 11 ) and the transmission ( 12 ) transversely to the rotor shaft ( 15 ), and a second printed circuit board ( 84 ) adjacent to the electric motor ( 11 ) and the transmission ( 12 ) along the rotor shaft ( 15 ) is arranged. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetsensor (17) direkt auf der als LTCC-Schaltungen (81) auf Keramikträgern ausgebildet Leiterplatine (84) – insbesondere auf dem radialen Abschnitt (8a) – angeordnet ist.Servomotor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the magnetic sensor ( 17 ) directly on the LTCC circuits ( 81 ) on ceramic carriers formed printed circuit board ( 84 ) - in particular on the radial section ( 8a ) - is arranged. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet als Magnetpolrad (14) mit mindestens vier Polwechseln entlang dessen Umfangs ausgebildet ist.Servomotor according to one of claims 1 to 9, characterized in that the magnet as Magnetpolradrad ( 14 ) is formed with at least four pole changes along its circumference. Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, die Bauelemente-Trägerplatte (8) eine Metallplatte (40) aufweist, die zwischen den Elektromotor (11) und das Getriebe (12) ragt, und die im Steuergerät (80) generierte Wärme an das Gehäuse (10) des Servomotors (7) abführt.Servomotor according to one of claims 1 to 10, characterized in that the component carrier plate ( 8th ) a metal plate ( 40 ), which between the electric motor ( 11 ) and the transmission ( 12 ) and in the control unit ( 80 ) generated heat to the housing ( 10 ) of the servomotor ( 7 ) dissipates.
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